Dynamische Rasterkraftmikroskopie: Untersuchungen zu Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten

Menslage, J.

Book/Report

FZJ-2018-04004

Dynamische Rasterkraftmikroskopie: Untersuchungen zu Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten

Menslage, J. (Corresponding author)FZJ*

1992
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2693, 91 p.,Snh. (1992)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19255

Report No.: Juel-2693

Abstract: 1982 entwickelten G. Binnig, H. Rohrer und ihre Mitarbeiter das Rastertunnelmikroskop (RTM). Eine fast atomar scharfe Spitze wird mittels Piezoelementen kontrolliertan Oberflächen angenähert, indem die kurz vor Berührung einsetzende Leitfähigkeit des Spitze-Probe-Tunnelkontaktes gemessen wird. Bei lateraler Bewegung (Rastern) tastet die Spitze die Oberfläche ab. Die Aufzeichung der Bewegung ermöglicht es erstmals, einzelne Atome sichtbar zu machen . Schon jetzt darf man von einer neuen Ara der Mikroskopie sprechen, die hierdurch eingeleitet wird. Die Abb. 1.1 zeigt das Prinzip. Sie deutet an, daß bei Annäherung anstelle der Tunnelleitfähigkeit auch andere Wechselwirkungen zwischen Spitze und Oberfläche gemessen werden können. Kräfte etwa treten ebenfalls bei gegenseitiger Annäherung zweier Oberflächen auf. G. Binnig und Mitarbeiter selbst verwenden in dem 'atomic force microscope ' (AFM) erstmals die repulsiven Kräfte, die nach erfolgtem mechanischen Kontakt zwischen Spitze und Oberfläche wirksam werden [1]. Durch die Auslenkung der feinen, weichen Biegefeder, die die Spitze trägt, kann die Spitze beim Rastern der Oberflächentopographie folgen - wie im Schallplattenspieler. Die Auslenkung wird zunächst mit einem mit einer weiteren Spitze arbeitenden Tunnelmikroskop gemessen. Im Gegensatz zur statischen Federauslenkung mißt das von Y. Martin und H. K. Wickramasinghe [2] entwickelte Rastersondenmikroskop erstmals Kräfte über die Veränderung der dynamischen Federeigenschaften. Ausgenutzt werden die bei kontaktfreier Spitze noch vorhandenen schwachen anziehenden Kräfte. Da die Spitze nun frei schwingen kann, kann jetzt die kraftinduzierte Verschiebung der Resonanzfrequenz (Verstimmung) gemessen werden - und zwar sehr empfindlich. Abb. 1.2 skizziert die prinzipiellen Unterschiede dieses dynamischen RKM zu dem statisch arbeitendenRKM. In dieser Arbeit geht es insbesondere um die Frage, inwieweit mit der dynamischen Betriebsart der Anwendungsbereich gegenüber dem statischen RKM erweitert werden kann. Es wird ein nach dem Prinzip von Martin und Wickramasinghe hierfür [...]

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